硅橡胶(硅树脂)绝缘及护套的施加
硅橡胶绝缘及护套电缆的应用领域
为了制造耐热和耐寒的电缆产品,使用特殊的橡胶混合料——硅橡胶(硅氧烷橡胶)。 这些橡胶具有很高的耐湿、耐热、耐寒、抗紫外线和γ射线、耐氧和臭氧的性能,同时生物惰性高。采用硅橡胶绝缘及护套的产品用于电动机绕组引出线、电气及燃气灶用线、地铁用线等。这类电缆的工作温度在长期使用条件下可达180℃。
硅橡胶绝缘及护套挤出生产线的组成、工艺特点及设备
生产线一般包括以下设备:
- 送料装置
- 预加热装置(用于绝缘施加工序)
- 挤出机(含送进辊和挤出头)
- 硫化室
- 牵引装置
- 外护套标记打印机
- 在线绝缘测试设备
- 计米装置
- 外径测量仪
- 冷却槽
- 吹干装置
- 滑石粉涂覆装置
- 接收装置
硅橡胶绝缘及护套挤出生产线的设备组成在很大程度上与聚合物绝缘挤出生产线相似,但也存在显著差异,这些差异主要源于加工材料的特性。
具体来说:
- 需要对用于挤出的硅橡胶进行预处理。厂家提供的硅橡胶通常以片状或块状形式交付,需要先加热并切割成条状。该操作在加热辊机上完成。 加热辊机由两根水平放置、空心且质量较大的辊子组成,辊子相向旋转,转速可相同或不同。为了保持所需工艺状态,辊机配备了以下装置:为了保持所需工艺状态,辊机配备以下装置:调节辊隙的机构、控制和调节辊温及辊隙压力的装置,以及将加热后的橡胶切割成条状的刀具。辊体加热通过蒸汽或加热油进行。 辊体加热可采用蒸汽或加热油。制备好的硅橡胶条可放置在托盘上,或悬挂在专用框架(“挂架”)上进行储存和运输。
- 由于硅橡胶在长期存储过程中易发生自发硫化,因此需要对库存进行合理规划。
- 需要对导体进行预加热,使其温度达到100–150℃。这样可避免导体在接触挤出头中的橡胶时骤冷,从而提高橡胶与绝缘层的附着力。导体加热通常采用感应加热方式。
- 挤出机采用短螺杆,螺杆具有特殊切割轮廓,长径比 L/D = 12:1(相比之下,聚合物挤出机的 L/D = 24 ÷ 30:1)。机筒上不设加热装置,橡胶的加热和塑化通过螺杆旋转产生的压力和摩擦实现。为保持最佳挤出温度,机筒设有水冷套,螺杆也通过水冷却。挤出头根据结构不同,可采用水冷或油冷。这些措施旨在防止因温度过高而导致橡胶提前硫化。
- 操作员将橡胶条送入挤出机,通过将条端插入挤出机料口,并由送进辊压入。在工作过程中,螺杆旋转带动橡胶条连续送入挤出机。
- 硅橡胶的硫化在空气中进行(高温可达250–450℃),在挤出生产线内置的硫化室中完成。
- 由于电缆护套在存储过程中可能互相粘连,因此在卷绕到卷筒前需要对成品电缆进行滑石粉处理。
- 挤出生产线的线速度显著受护套厚度、被绝缘产品直径、硫化室长度、硫化时间等因素影响,对于截面为1.5 mm²的电缆,线速度通常不超过40–50 m/min。
- 使用硅橡胶生产电缆时,可采用单级或两级硫化工艺。
单级硫化:成品直接在挤出生产线上制得。在此情况下,电缆的长期工作温度可达150℃。
双级硫化(恒温硫化):电缆卷或卷筒在挤出生产线出线后,放入恒温箱中,热空气循环温度为200℃,时间为1–3小时。这样可提高电缆的物理机械性能和介电性能,同时长期工作温度可达180℃。
无论单级还是双级硫化,为防止电缆在使用过程中橡胶发生降解,需要配备装置,用于抽除交联剂(过氧化物)、水分及其他分解产物。